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Python线程同步原语_condition解析【指导】

冷炫風刃

冷炫風刃

发布时间:2026-01-03 17:44:02

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来源于php中文网

原创

Condition 是 Python 中支持线程间条件等待与通知的同步原语,基于锁+等待队列实现,需用 while 循环检查条件以防虚假唤醒,典型用于生产者-消费者模型。

python线程同步原语_condition解析【指导】

Condition 是 Python 中用于线程间复杂协作的同步原语,它封装了 Lock(或 Rlock)并增加了 wait()notify()notify_all() 机制,适合实现“等待某条件成立再继续执行”的场景,比如生产者-消费者模型。

Condition 的核心逻辑:锁 + 条件等待队列

Condition 内部持有一个可重入锁(默认是 Rlock),所有操作(acquirereleasewaitnotify)都必须在持有该锁的前提下进行。关键点在于:

  • wait() 会自动释放锁,并将当前线程挂起,加入等待队列;被 notify() 唤醒后,会重新尝试获取锁,成功后才从 wait() 返回;
  • notify()notify_all() 不释放锁,也不立即唤醒线程——只是标记等待队列中的一个(或全部)线程为“可唤醒”,真正唤醒发生在当前线程释放锁之后;
  • **条件检查必须在 while 循环中进行**,不能用 if,防止虚假唤醒(spurious wakeup)或条件在唤醒后又被其他线程修改。

典型用法:生产者-消费者模式

这是 Condition 最常见的实践场景。生产者生成数据并通知消费者,消费者等待有数据可用才处理:

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import threading
import time
import random

buffer = [] buffer_size = 5 cond = threading.Condition()

def producer(): for i in range(10): time.sleep(random.uniform(0.1, 0.5)) item = f"item-{i}" with cond: # 自动 acquire & release while len(buffer) >= buffer_size: cond.wait() # 等待缓冲区有空位 buffer.append(item) print(f"Produced: {item}, buffer size: {len(buffer)}") cond.notify() # 唤醒一个等待的消费者

def consumer(): for _ in range(10): with cond: while len(buffer) == 0: cond.wait() # 等待缓冲区有数据 item = buffer.pop(0) print(f"Consumed: {item}, buffer size: {len(buffer)}") cond.notify() # 唤醒一个等待的生产者(可选)

启动线程

threading.Thread(target=producer).start() threading.Thread(target=consumer).start()

使用 Condition 的关键注意事项

  • with cond: 是推荐写法,确保锁的正确获取与释放;手动调用 cond.acquire()/cond.release() 容易出错;
  • wait() 必须在已持有锁的前提下调用,否则抛出 RuntimeError
  • notify() 只唤醒一个线程,但无法指定唤醒谁;若需精确控制,应结合其他逻辑(如状态标记+多次 notify);
  • 多个条件共存时(如“有数据”和“有空位”),建议用同一个 Condition,但用不同循环条件判断,避免混用 notify() 导致逻辑错乱。

Condition vs Lock vs Event vs Semaphore

简单对比帮助选型:

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

  • Lock:只保证互斥,不支持等待/通知;
  • Event:适合“单次广播通知”(如启动信号),不带锁,不能区分多个等待者;
  • Semaphore:适合资源计数(如连接池),但不关心具体条件是否满足;
  • Condition:唯一支持“在锁保护下等待某个业务条件成立”的原语,适用于需要双向协调的场景。

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